ESTUDO DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS E DA DECOMPOSIÇÃO TÉRMICA DE BLENDAS DE

PA-6,12/PET/EPDM-g-AM.


Deise J. Mazera (IC), Ieda Vieira (PG), Marly da S. Soldi (PQ),

Alfredo T. N. Pires (PQ) e Valdir Soldi(PQ)

.

Laboratório de Materiais Poliméricos (Polimat)-Departamento de Química, UFSC, 88040-900 - Florianópolis, SC (vsoldi@qmc.ufsc.br).


palavras-chave: poliamida, decomposição, energia de ativação


A adição de um agente compatibilizante a um sistema imiscível pode modificar as propriedades mecânicas e térmicas dos componentes puros. A adição de EPDM enxertado com anidrido maleico a diferentes poliamidas diminui significativamente o tamanho dos aglomerados de borracha na matriz polimérica e como consequência, induz mudanças nas propriedades mecânicas.1-3

No presente trabalho estudou-se as propriedades mecânicas e termogravimétricas, bem como a cinética de decomposição térmica das blendas binárias de Poliamida 6,12 [PA-6,12]/Poli(etileno tereftalato) [PET] e das blendas ternárias PA-6,12/PET/Copolímero etileno-propileno-etilideno norboneno enxertado com anidrido maleico [EPDM-g-AM].

Amostras de EPDM-g-AM com 0,5 % de anidrido maleico foram fornecidas pela Uniroyal, enquanto que a PA-6,12 e PET foram provenientes da Aldrich. Os estudos de análise térmica foram realizados num sistema Shimadzu (DSC, TGA e TMA 50). As blendas foram preparadas através da mistura mecânica dos componentes no estado fundido a 250 °C.

Não foi observada variação significativa nas temperaturas de transição vítrea

(Tg) e de fusão (Tm), em relação aos componentes puros, sugerindo imiscibilidade entre os componentes. O módulo elasticidade para blendas binárias PA-6,12/PET (80/20) e PA-6,12/EPDM-g-AM (80/20) não apresentou variação em relação a poliamida pura. Por outro lado para a blenda ternária PA-6,12/PET/EPDM-g-AM o valor diminui de 1720 para 745 MPa indicando que o novo material formado é mais elástico. A adição do agente compatibilizante não induziu modificações significativas no coeficiente de expansão térmica e DHfus das blendas estudadas.

Os dados cinéticos e termogravimétricos para a decomposição térmica dos sistemas estudados são apresentados na Tabela 1. A temperatura máxima de decomposição para os sistemas puros e blendas está na faixa de 400 a 500 °C. Com exceção do PET puro e da blenda PA-6,12/PET a porcentagem residual de massa a 600 °C é desprezível indicando que ocorre decomposição total dos componentes na faixa de temperatura acima mencionada. Os valores da energia de ativação (Ea) foram determinados pelos métodos de Ozawa4 e de Freeman-Carroll.5 Os valores de Ea determinados pelo método de Ozawa, para os componentes puros estão na faixa de 170 a 210 kJ/mol e mostram pouca variação em função da fração de decomposição (a) indicando aparentemente a existência de um único mecanismo de decomposição. Para as blendas estudadas, no entanto, observou-se uma variação significativa da Ea principalmente para a blenda binária PA-6,12/PET cujos valores variaram de 90 (a=0,1) a 220 (a=0,8) kJ/mol. A variação observada para as blendas está associada provavelmente a mudanças no mecanismo de decomposição térmica. Esta mudança é melhor evidenciada pelos valores de Ea determinados através do método de Freeman-Carroll os quais são em geral menores para as blendas do que para os componentes puros. A decomposição de cada componente na blenda deve ser facilitada pela presença de um segundo componente.


Tabela 1. Dados cinéticos e termogravimétricos para a decomposição térmica dos componentes puros e blendas de PA-6,12/PET/EPDM-g-AM.


OZAWA FREEMAN-CARROLL

Sistemas TMAXa Ea Log Ab Ea Log Ab r Resíduoc

(w/w/w) (°C) (kJ/mol) (kJ/mol) (%)


100 / 00 / 00 482 191,8 12,7 176,5 6,4 0,9996

332,8 18,1 0.9994 -

00 / 100 / 00 450 178,2 12,7 370,0 22,0 0,9993 259,8 13,5 0,9995 16


00 / 00 / 100 488 177,5 11,8 206,7 8,4 0,9994 398,4 22,4 0,9994 -

80 / 20 / 00 417 167,2 11,1 187,5 8,3 0,9995 483 132,3 3,7 0,9994 195,5 8,3 0,9997 10

80 / 10 / 10 477 161,3 10,7 157,7 8,7 0,9998

142,3 4,5 0,9995

180,9 7,3 0,9999 5

80 / 15 / 05 482 174,9 11,6 184,9 7,7 0,9991

149,7 5,0 0,9999

240,7 11,6 0,9995 3

a Valores determinados considerando-se a derivada (DrTGA).

b “A” representa o fator pré-exponencial conforme equação de Arrhenius.

c Valores determinados a 600 °C na taxa de aquecimento de 10 °C/min.


Os resultados mostraram que a presença do agente compatibilizante modifica tanto as propriedades termogravimétricas como as mecânicas. Os valores de Ea dos componentes puros e blendas, determinados através dos dois métodos utilizados, indicam a presença de mais de um mecanismo de decomposição térmica.


  1. Barra, G. M., Dissertação de Mestrado, UFSC (1997).

  2. Cimmino, S. et al., Polym. Eng. & Sci. 25, 193 (1985).

  3. Vieira, I. et. al., Propriedades físico-químicas de blendas de poliamida/epdm/epdm-g-am e poliamida/pet/epdm-g-am. 22a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química (1999).

  4. Ozawa, T., J. Therm. Anal. 33, 77 (1970).

  5. Chan, J.H. and Balke, S.T., Polym. Degrad. Stab. 57, 135 (1997).


[CAPES, CNPq e UFSC]